CN205829503U - 一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电磁起动器的技术领域，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器；解决的技术问题为：提供一种可以实时测量煤矿井下水仓液位高度和管道流量，并可以自动控制两台水泵进行排水的双回路真空电磁起动器；采用的技术方案为：一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，包括壳体本体，所述壳体本体内设置有两个独立的防爆腔体，所述两个独立的防爆腔体内分别设置有主机和备用机，所述主机和备用机均分别包括综合保护器BH1和真空接触器KM1；本实用新型适用于电磁起动器领域。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁起动器的技术领域，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器。
背景技术
目前，煤矿井下的管道流量监测及水泵自动排水控制系统通常主要由主控制器、传感器、电磁起动器、水泵和电源等若干个独立模块组成；传感器实时采集煤矿井下管道的流量值和水仓的液位值，并将流量信息和液位信息传递给主控制器。现有技术中，电磁起动器可以实时测量煤矿井下水仓液位高度和管道流量并自动控制水泵排水，其在煤矿井下水仓的信息化和自动化无人值守管理中得到了广泛应用和推广，但存在一些不足：当水泵或电磁起动器出现故障停止工作，工作人员无法及时到达现场时，积水量持续上升，不仅会造成现场设备的损坏，更会危害矿工安全。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以实时测量煤矿井下水仓液位高度和管道流量，并可以自动控制两台水泵进行排水的双回路真空电磁起动器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，包括壳体本体，所述壳体本体内设置有两个独立的防爆腔体，所述两个独立的防爆腔体内分别设置有主机和备用机，所述主机和备用机均分别包括综合保护器BH1和真空接触器KM1，所述综合保护器BH1上设有保护输出开关K1，保护输出开关K1的一端通过36V交流电源与真空接触器KM1的线圈KM1.1的一端相连，真空接触器KM1的线圈KM1.1的另一端通过按钮D1与保护输出开关K1的另一端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的一端、常开触点KM1.3的一端、常开触点KM1.4的一端分别与三相电源输入端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的另一端、常开触点KM1.3的另一端、常开触点KM1.4的另一端分别与电泵的电源端相连；
所述综合保护器BH1内设置有电路板，所述电路板包括单片机和第一通讯单元，所述第一通讯单元与单片机相连，所述第一通讯单元包括I/O接口和时钟信号CLK接口，所述主机的I/O接口和时钟信号CLK接口分别与所述备用机中I/O接口和时钟信号CLK接口相连。
所述电路板还包括信号预处理电路、信号采集单元、第二通讯单元、人机交互单元和供电电源，信号预处理电路、第二通讯单元和人机交互单元分别与单片机相连，所述信号预处理电路与信号采集单元相连，所述供电电源为信号采集单元供电；
所述综合保护器BH1外壳上设置有传感器信号接头和设备通讯接头，传感器信号接头与信号采集单元相连，设备通讯接头与第一通讯单元相连。
所述第二通讯单元通过RS485总线与上位机相连。
所述信号采集单元包括液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块。
所述传感器信号接头包括液位传感器和流量传感器。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本实用新型提供的矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，包括壳体本体，壳体本体内设置有两个独立的防爆腔体，两个独立的防爆腔体内分别设置有主机和备用机，所述主机和备用机均分别包括综合保护器BH1和真空接触器KM1，主机和备用机之间形成双回路并通过第一通讯单元进行信息通讯，当主机无法起动或出现故障停止运行时，备用机自动投入运行，并可以在任意一回路工作时检修另一台。本实用新型包括两台电磁起动器，可实时测量井下水仓的液位和管道的流量，且将两台电磁起动器通过组合分腔方式安装在同一壳体内，一台工作，另一台备用，降低了煤矿井下因设备故障导致水仓溢出造成损失和危害的风险，并且减少了现场布线，降低了安装难度。
2、本实用新型综合保护器BH1内设置有包括电路板，电路板包括单片机、信号预处理电路、信号采集单元、第一通讯单元、第二通讯单元、人机交互单元和供电电源，综合保护器BH1外壳上设置有传感器信号接头和设备通讯接头；传感器信号接头实时监测管道流量和水仓液位的信息，该信息通过信号采集单元传输到信号预处理电路，经过信号预处理电路后传送给单片机，单片机经过数据处理后，通过真空接触器KM1来控制外部的水泵进行工作，本实用新型将煤矿井下管道流量监测及水泵自动排水控制所需的各个模块集成在一起，即可实现管道流量和水仓液位的监测及水泵的控制，减少了布线，降低了造价成本。
3、综合保护器BH1电路板中设置了人机交互单元和第一通讯单元，不仅可预先设置井下液位信息值和流量信息值、将液位信息值和流量信息值进行显示、便于工作人员了解实时水位和流量，还可将液位信息和流量信息上传至上位机、便于数据的记录和储存。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；
图1为本实用新型壳体本体的结构示意图；
图2为本实用新型主机的电路结构示意图；
图3为本实用新型主机和备用机电路板的结构示意图；
图4为本实用新型备用机的电路结构示意图；
图中：1为壳体本体，2为主机，3为备用机，4为电路板，5为单片机，6为第一通讯单元，7为信号预处理电路，8为信号采集单元，9为第二通讯单元，10为人机交互单元，11为供电电源，12为传感器信号接头，13为设备通讯接头。
具体实施方式
如图1、图2、图4所示，一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，包括壳体本体1，所述壳体本体1内设置有两个独立的防爆腔体，所述两个独立的防爆腔体内分别设置有主机2和备用机3，所述主机2和备用机3均分别包括综合保护器BH1和真空接触器KM1，所述综合保护器BH1上设有保护输出开关K1，保护输出开关K1的一端通过36V交流电源与真空接触器KM1的线圈KM1.1的一端相连，真空接触器KM1的线圈KM1.1的另一端通过按钮D1与保护输出开关K1的另一端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的一端、常开触点KM1.3的一端、常开触点KM1.4的一端分别与三相电源输入端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的另一端、常开触点KM1.3的另一端、常开触点KM1.4的另一端分别与电泵的电源端相连；
所述综合保护器BH1内设置有电路板4，所述电路板4包括单片机5和第一通讯单元6，所述第一通讯单元6与单片机5相连，所述第一通讯单元6包括I/O接口和时钟信号CLK接口，所述主机2的I/O接口和时钟信号CLK接口分别与所述备用机3中I/O接口和时钟信号CLK接口相连，主机2的GND端与备用机3中的GND端相连。
如图3所示，所述电路板4还包括信号预处理电路7、信号采集单元8、第二通讯单元9、人机交互单元10和供电电源11，信号预处理电路7、第二通讯单元9和人机交互单元10分别与单片机5相连，所述信号预处理电路7与信号采集单元8相连，所述供电电源11为信号采集单元8供电；人机交互单元内可以设置起动水位、停止水位及报警模块，当水仓液位值或管道流量值达到预设条件时，控制水泵控制单元工作，另外将数字值显示于人机交互单元中，便于工作人员了解实时水位和流量值。
所述综合保护器BH1外壳上设置有传感器信号接头12和设备通讯接头13，传感器信号接头12与信号采集单元8相连，设备通讯接头13与第一通讯单元6相连，所述主机的第一通讯单元6通过设备通讯接头13与备用机的设备通讯接头13相连。
主机2和备用机3之间形成双回路并通过第一通讯单元6进行信息通讯，当主机2无法起动或出现故障停止运行时，备用机3自动投入运行，并可以在任意一回路工作时检修另一台。本实用新型包括主机2和备用机3两台电磁起动器，可实时测量井下水仓的液位和管道的流量，且将两台电磁起动器通过组合分腔方式安装在同一壳体内，一台工作，另一台备用，降低了煤矿井下因设备故障导致水仓溢出造成损失和危害的风险，并且减少了现场布线，降低了安装难度。
所述信号采集单元8包括液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块，液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块的接口类型均可选为电流、电压或频率，所述传感器信号接头12包括液位传感器和流量传感器，液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块分别与液位传感器和流量传感器相连；本实施例中，上述液位传感器可设置于煤矿井下的水仓内，上述流量传感器可设置于煤矿井下的排水管管壁外侧；所述第二通讯单元9通过RS485总线与上位机相连，液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块转换为数字值后，两值可通过RS-485总线从站通讯功能上传至上位机，便于数据的记录与存储。
具体地，当液位传感器监测到液位值高于起动水位或停止水位时，信号采集单元8中的液位信号采集模块通过信号预处理电路7将信号传输到单片机5，单片机5控制保护输出开关K1闭合，真空接触器KM1的线圈KM1.1得电，真空接触器KM1的常开触点KM1.2、常开触点KM1.3、常开触点KM1.4闭合，真空接触器KM1控制外部的水泵进行排水；当液位值等于或小于停止门槛时，单片机5控制保护输出开关K1断开，真空接触器KM1失电，停止排水；
当流量传感器监测到排水管道中的流量值小于预警值时，说明排水管道堵塞，信号采集单元8中的矿用流量信号采集模块通过信号预处理电路7将信号传输到单片机5，单片机5通过真空接触器KM1控制水泵停止工作，防止水泵烧坏。
本实用新型中的主机2和备用机3有两种启动方式：手动控制和水位自动控制。当主机2在运行状态情况下出现了故障，则备用机3自动延时起动，主机2和备用机3的工作模式有单台模式、主机优先、主辅对等三种模式；
单台模式：当主机和备用机独立工作时，主机和备用机之间相互不影响；
主机优先模式：工作以主机为主，主机2一直处于工作状态，直到发生故障时切换到备用机，一旦主机2恢复正常，备用机3还要切换回主机2工作；
主辅对等：主机2和备用机3是对等的关系，直到本机2发生故障才会切换到另台。
本实用新型中的矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，通过主机和备用机内均设置的综合保护器BH1和真空接触器KM1来进行排水，实现了将两台可以实时测量水仓液位、管道流量及水泵控制的真空电磁起动器通过组合分腔方式安装在同一壳体内，降低了煤矿井下因设备故障导致水仓溢出造成损失和危害的风险，并且减少了现场布线，降低了安装难度，具有实质性特点和进步；上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，包括壳体本体（1），其特征在于：所述壳体本体（1）内设置有两个独立的防爆腔体，所述两个独立的防爆腔体内分别设置有主机（2）和备用机（3），所述主机（2）和备用机（3）均分别包括综合保护器BH1和真空接触器KM1，所述综合保护器BH1上设有保护输出开关K1，保护输出开关K1的一端通过36V交流电源与真空接触器KM1的线圈KM1.1的一端相连，真空接触器KM1的线圈KM1.1的另一端通过按钮D1与保护输出开关K1的另一端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的一端、常开触点KM1.3的一端、常开触点KM1.4的一端分别与三相电源输入端相连，真空接触器KM1的常开触点KM1.2的另一端、常开触点KM1.3的另一端、常开触点KM1.4的另一端分别与电泵的电源端相连；
所述综合保护器BH1内设置有电路板（4），所述电路板（4）包括单片机（5）和第一通讯单元（6），所述第一通讯单元（6）与单片机（5）相连，所述第一通讯单元（6）包括I/O接口和时钟信号CLK接口，所述主机（2）的I/O接口和时钟信号CLK接口分别与所述备用机（3）中I/O接口和时钟信号CLK接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，其特征在于：所述电路板（4）还包括信号预处理电路（7）、信号采集单元（8）、第二通讯单元（9）、人机交互单元（10）和供电电源（11），信号预处理电路（7）、第二通讯单元（9）和人机交互单元（10）分别与单片机（5）相连，所述信号预处理电路（7）与信号采集单元（8）相连，所述供电电源（11）为信号采集单元（8）供电；
所述综合保护器BH1外壳上设置有传感器信号接头（12）和设备通讯接头（13），传感器信号接头（12）与信号采集单元（8）相连，设备通讯接头（13）与第一通讯单元（6）相连。
3.根据权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，其特征在于：所述第二通讯单元（9）通过RS485总线与上位机相连。
4.根据权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，其特征在于：所述信号采集单元（8）包括液位信号采集模块和矿用流量信号采集模块。
5.根据权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器，其特征在于：所述传感器信号接头（12）包括液位传感器和流量传感器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105846723A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-10 | 山西际安电气有限公司 | 矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器 |
| CN107730788A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-23 | 吉星宇 | 一种矿用本安型缺水报警器 |
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2016
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Xinyong Inventor after: Li Bo Inventor after: Shi Bishan Inventor after: Zheng Kaiwen Inventor after: Zhao Xuliang Inventor after: Fan Sufang Inventor before: Feng Yingbo Inventor before: Li Bo Inventor before: Shi Bishan Inventor before: Zheng Kaiwen Inventor before: Zhao Xuliang Inventor before: Fan Sufang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |